本公開涉及熱交換器，特別是被配置成處理液相流體的螺旋式熱交換器。

背景技術(shù)：

1、螺旋式熱交換器模塊通常包括中心管狀部分和螺旋主體，該螺旋主體包括圍繞中心管狀部分以螺旋形式卷起的至少兩個(gè)片材。中心管狀部分可以由兩個(gè)片材的卷起部分形成，或者由兩個(gè)片材焊接到其上的單獨(dú)的管狀件形成。

2、圍繞中心管狀部分以以螺旋形式卷起的兩個(gè)片材一起限定了用于熱流體循環(huán)的螺旋形狀的第一循環(huán)通道和用于冷流體循環(huán)的螺旋形狀的第二循環(huán)通道。熱流體和冷流體在螺旋式循環(huán)通道內(nèi)的循環(huán)允許流體之間的熱交換。

3、模塊可以被配置成在豎直方向上堆疊，以產(chǎn)生多級熱交換器單元。為此，每個(gè)模塊在其端部處具有開口，這些開口被配置成互相地附接。以這種方式，熱流體可以在熱交換器單元內(nèi)經(jīng)歷多次連續(xù)的熱交換。

4、但是在一些應(yīng)用中，被處理的熱流體可能主要由氣相組成，并且每次熱交換導(dǎo)致該氣相的組分冷凝。以這種方式，當(dāng)熱流體穿過連續(xù)的模塊時(shí)，熱流體中液相的比例增加。然而，增加液相的比例可能降低熱交換的效率。

5、事實(shí)上，一方面，在熱流體和冷流體之間傳遞的一些熱量有助于冷卻液相，這限制了冷卻氣相的功效。另一方面，液相可能包含化合物，該化合物傾向于在熱交換器模塊的內(nèi)壁上形成沉積物，并且在一定時(shí)間長度后可能導(dǎo)致第一循環(huán)通道堵塞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的目的是提高多級熱交換器單元內(nèi)的熱交換效率。

2、為此目的，根據(jù)本公開的第一方面，提出了一種熱交換器模塊，其包括：

3、-主體，該主體包括至少兩個(gè)片材，每個(gè)片材圍繞相同的主軸線卷成螺旋形，片材包括第一片材和第二片材，在該第一片材和第二片材之間界定第一流體的第一循環(huán)通道和第二流體的第二循環(huán)通道，該第二循環(huán)通道與第一循環(huán)通道分開，第一片材和第二片材具有邊緣，該邊緣限定主體的第一面和主體的與第一面相對的第二面，第一面和第二面橫向于主軸線延伸，第一面具有第一入口開口，以允許第一流體從主體的外部朝向第一循環(huán)通道的循環(huán)，并且第二面具有第一出口開口，以允許第一流體從第一循環(huán)通道朝向主體的外部的循環(huán)；以及-分離器，該分離器用于接收經(jīng)由第一出口開口流動(dòng)的第一流體，分離器適于讓第一流體的第一組分朝向位于熱交換器模塊下方的另一熱交換器模塊的第一入口開口通過，并防止第一流體的第二組分到達(dá)另一熱交換器模塊的第一入口開口，第一流體的第一組分包含氣相，并且第一流體的第二組分由液相組成。

4、以這種方式，分離器防止第一流體的一些液相(例如第一流體的至少80％的液相)進(jìn)入疊堆中的下一個(gè)模塊。因此，所提出的解決方案成相應(yīng)地減少了液相，并提高了多級熱交換器內(nèi)的熱交換效率。

5、在可能的實(shí)施例中，可以規(guī)定，分離器包括允許第一流體的第一組分朝向另一個(gè)熱交換器模塊的第一入口開口循環(huán)的通路，以及第一分隔壁，該第一分隔壁具有被布置用于接收源自第一出口開口的第一流體的第一收集表面，第一收集表面相對于主軸線定向，以用于通過重力作用引導(dǎo)第一流體的第一組分，同時(shí)將第一流體的第二組分移動(dòng)遠(yuǎn)離通路。

6、還可以規(guī)定，第一收集表面相對于主軸線定向，以用于將第一流體的第二組分通過重力作用朝向第一流體的出口管引導(dǎo)。

7、因此，重力可以有利地用于防止第一流體的一些液相進(jìn)入隨后的模塊。以這種方式，分離不需要額外的動(dòng)力輸入。

8、可以規(guī)定，第一分隔壁具有錐形形狀，該錐形形狀具有與主軸線結(jié)合的軸線。

9、還可以規(guī)定，通路包括位于錐體的頂點(diǎn)處的貫通開口。

10、可以規(guī)定，分離器包括第二分隔壁，該第二分隔壁被布置成防止源自第一出口開口的第一流體的第一組分到達(dá)通路。

11、也可以規(guī)定，第二分隔壁圍繞主軸線延伸。

12、還可以規(guī)定，第二分隔壁具有相對于主軸線定向的第二收集表面，以用于將第一流體的第一組分通過重力作用朝向第一收集表面引導(dǎo)。

13、以這種方式，熱交換通過進(jìn)一步將液體從第一流體中分離而得到了更大的改善。

14、可以規(guī)定，第二分隔壁具有錐形形狀，該錐形形狀具有與主軸線結(jié)合的軸線。

15、可以規(guī)定，熱交換器模塊包括用于將第二流體從主體的外部朝向第二循環(huán)通道注入的入口管和用于將第二流體從第二循環(huán)通道朝向主體的外部排出的第一出口管。

16、以這種方式，可以將一些液相從模塊排放。這種排放還利用了一些液相，例如在重新加熱后使其在模塊中再循環(huán)。

17、可以規(guī)定，該模塊包括噴嘴，以用于在第一流體經(jīng)由第一入口開口進(jìn)入第一循環(huán)通道的位置處在第一流體中噴灑清潔產(chǎn)品。

18、以這種方式，清潔產(chǎn)品有助于降低第一流體在其中循環(huán)的第一循環(huán)通道堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，并進(jìn)一步改善熱交換。

19、根據(jù)本公開的第二方面，提出了一種熱交換器單元，其包括至少兩個(gè)根據(jù)第一方面所述的熱交換器模塊，熱交換器模塊聯(lián)結(jié)在一起，使得源自熱交換器單元的熱交換器模塊的第一流體的包含氣相的第一組分經(jīng)由熱交換器單元的另一熱交換器模塊的主體的第一入口開口進(jìn)入第一循環(huán)通道。

20、可以規(guī)定，每個(gè)熱交換器模塊包括噴嘴，以用于在第一流體經(jīng)由第一入口開口進(jìn)入第一循環(huán)通道的位置處在第一流體中噴灑清潔產(chǎn)品，熱交換器單元包括控制單元，該控制單元被配置成根據(jù)第一流體在離開第一出口開口時(shí)的壓力和第一流體在進(jìn)入熱交換器模塊的主體的第一入口開口時(shí)的壓力之間的差值來控制由每個(gè)熱交換器模塊的每個(gè)噴嘴噴灑的清潔產(chǎn)品的速率和/或溫度。

21、因此，一旦模塊中的熱交換減少，則可以注入清潔產(chǎn)品，從而有效地節(jié)約了清潔產(chǎn)品。

22、根據(jù)本公開的第三方面，提出了一種用于處理第一流體的方法，其包括以下步驟：

23、-使第一流體在根據(jù)第一方面所述的第一熱交換器模塊的主體的第一循環(huán)通道中循環(huán)，

24、-將經(jīng)由第一熱交換器模塊的主體的第一出口開口流動(dòng)的第一流體分成第一流體的包含氣相的第一組分和第一流體的由液相組成的第二組分，

25、-排放第一流體的第二組分，以及

26、-將第一流體的第一組分注入到第二熱交換器模塊的主體的第一循環(huán)通道中。

27、可以規(guī)定，第二熱交換器模塊是根據(jù)第一方面的。

技術(shù)特征：

1.一種熱交換器模塊(2)，其包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器模塊(2)，其中，所述分離器(4)包括允許所述第一流體的第一組分朝向所述另一熱交換器模塊的第一入口開口循環(huán)的通路，以及第一分隔壁(41)，所述第一分隔壁具有被布置用于接收源自所述第一出口開口(25)的第一流體(a)的第一收集表面，所述第一收集表面相對于所述主軸線(x)定向，以用于通過重力作用引導(dǎo)所述第一流體(a)的第一組分(a1)，同時(shí)將所述第一流體(a)的第二組分(a2)移動(dòng)遠(yuǎn)離所述通路。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器模塊(2)，其中，所述第一收集表面相對于所述主軸線(x)定向，以用于將所述第一流體(a)的第二組分(a2)通過重力作用朝向第一流體的出口管引導(dǎo)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3中任一項(xiàng)所述的熱交換器模塊，其中，所述第一分隔壁(41)具有錐形形狀，所述錐形形狀具有與所述主軸線(x)結(jié)合的軸線。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱交換器模塊，其中，所述通路包括位于錐體的頂點(diǎn)處的通路開口(43)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的熱交換器模塊，其中，所述分離器(4)包括第二分隔壁(42)，所述第二分隔壁被布置成防止源自所述第一出口開口(25)的所述第一流體(a)的第一組分(a1)到達(dá)所述通路。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器模塊，其中，所述第二分隔壁(42)具有第二收集表面，該第二收集表面相對于所述主軸線(x)定向，以用于將所述第一流體(a)的第一組分(a1)通過重力作用朝向所述第一收集表面引導(dǎo)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7中任一項(xiàng)所述的熱交換器模塊，其中，所述第二分隔壁(42)具有錐形形狀，所述錐形形狀具有與所述主軸線(x)結(jié)合的軸線。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的熱交換器模塊，其包括用于將所述第二流體(b)從所述主體的外部朝向所述第二循環(huán)通道(51)注入的入口管(6)和用于將所述第二流體(b)從所述第二循環(huán)通道(51)朝向所述主體(3)的外部排出的第一出口管(8)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的熱交換器模塊，其包括噴嘴(10)，用于在所述第一流體(a)經(jīng)由所述第一入口開口(24)進(jìn)入所述第一循環(huán)通道(50)的位置處在第一流體(a)中噴灑清潔產(chǎn)品。

11.一種熱交換器單元(1)，其包括至少兩個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的熱交換器模塊(2a，2b)，所述熱交換器模塊(2a，2b)聯(lián)結(jié)在一起，使得源自所述熱交換器單元(1)的熱交換器模塊(2a)的第一流體(a)的包含氣相的第一組分(a1)經(jīng)由所述熱交換器單元(1)的另一個(gè)熱交換器模塊(2b)的主體(3)的第一入口開口(24)進(jìn)入第一循環(huán)通道(50)。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱交換器單元(1)，其中，每個(gè)熱交換器模塊(2a，2b)包括噴嘴(10)，用于在第一流體(a)經(jīng)由所述第一入口開口(24)進(jìn)入所述第一循環(huán)通道(50)的位置處在第一流體(a)中噴灑清潔產(chǎn)品，所述熱交換器單元(1)包括控制單元，所述控制單元被配置成根據(jù)第一流體(a)在離開所述第一出口開口(25)時(shí)的壓力和第一流體(a)在進(jìn)入所述熱交換器模塊的主體的第一入口開口(24)時(shí)的壓力之間的差值來控制由每個(gè)熱交換器模塊(2a，2b)的每個(gè)噴嘴(10)噴灑的清潔產(chǎn)品的流量和/或溫度。

13.一種用于處理第一流體(a)的方法，其包括以下步驟：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的處理方法，其中，所述第二熱交換器模塊(2b)是根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的熱交換器模塊。

技術(shù)總結(jié)
一種熱交換器模塊(2)，其包括：主體(3)，該主體包括至少兩個(gè)螺旋片材(31，32)，片材在它們之間界定第一流體(A)的第一循環(huán)通道(50)和第二流體(B)的第二循環(huán)通道(51)；以及分離器(4)，該分離器用于接收第一流體(A)，適于讓第一流體(A)的第一組分(A1)朝向位于熱交換器模塊下方的另一熱交換器模塊通過，并防止第一流體(A)的第二組分(A2)到達(dá)另一熱交換器模塊，第一流體的第一組分(A1)包含氣相，并且第一流體的第二組分(A2)由液相組成。

技術(shù)研發(fā)人員：博納富·查爾斯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：耐柯森集團(tuán)工業(yè)公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19